目前頻率控制元器件行業中,許多石英水晶制造商仍然熱衷于晶體振蕩器的設計與研究,尤其是降低相位噪聲和振動靈敏度方面,美國Wenzel Associates,Inc公司是其中的代表.這幾年一直在攻克這兩大晶振難題,以往業界的成功例子有很多,但都有明顯的缺點,例如成本過高,不宜量產,不良率高等等.然而現在Wenzel晶振公司已經成功開發出,低成本,易生產的低相噪,低靈敏度的晶體振蕩器系列產品,以下內容是Wenzel 0scillator設計的思路.
晶體振蕩器振動靈敏度的降低目前正受到頻率控制行業許多人的關注,包括晶體和振蕩器制造商.振蕩器達到了高性能水平,一個人走過房間可以降低近距離相位噪聲,而相對安靜的風扇可以產生遠高于晶體振蕩器本底噪聲的邊帶.目前降低振動靈敏度的技術包括降低晶體的加速度靈敏度,隔振系統和積極的補償.一種補償技術使用與晶體的靈敏度矢量對準的加速度計來產生校正信號,而另一種技術使用兩種石英晶體,使得加速度矢量指向相反的方向.后一技術的改進將每個晶體的貢獻縮放到最終頻率,從而可以使用具有不同加速度靈敏度的晶體.這些技術已經成功實施,但它們有些昂貴且難以制造.
為了簡化振動補償振蕩器的制造,正在研究三個新的想法.一種技術是上述兩種晶振方法的擴展.在這個新的實現中,晶體安裝時的加速度矢量指向相同的方向,這通常意味產豐在PCB上并排-這是一種更容易的安裝方案,特別是如果加速度矢量不正常的晶體封裝之一軸.此外,晶體需要有不同的加速度敏感度,通常是隨機選擇的晶體的情況.使用晶體的兩個振蕩器是鎖相的,并且由于加速度靈敏度不同,調諧電壓包含振動信息.該調諧電壓被縮放并使用自舉技術應用于兩個振蕩器,該技術避免了PLL的不穩定.

在某些Oscillator拓樸中,已經觀察到由振動引起的容易檢測的幅度調制.同樣,矢量屬性需要與頻率調制矢量匹配,但如果調制機制相同則可能是這種匹配.AM探測器輸出需要信號調理,但對信號的表面檢查表明,相當簡單的”強調”電路可能是必要的.

另一種技術是通過直接在晶體板上檢測音頻壓電電壓,將晶體用作自己的加速度計.晶體的工作方式類似于駐體麥克風,音頻放大器必須具有非常高的輸入阻抗.RF振蕩器電路通過小值電容器耦合到晶體以減少音頻信號的負載,并且自諧振扼流圈將音頻放大器與RF信號隔離.為了使該補償方案起作用,麥克風靈敏度矢量必須與頻率靈敏度矢量對齊.數字信號處理可用于校正頻率響應差異.

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0scillator新思路:降低振動引起的相位噪聲

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